CN218352242U

CN218352242U - 一种安全性能高的充电器

Info

Publication number: CN218352242U
Application number: CN202222575086.3U
Authority: CN
Inventors: 刘振
Original assignee: Shanghai Zhenyou Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Zhenyou Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2032-09-28

Abstract

本实用新型公开了一种安全性能高的充电器，涉及充电器技术领域，包括：所述输入保护模块，用于延时输入电能、冲击电流保护和用于过压保护；功率调节模块，配合输出反馈模块进行电压调节；输出保护模块，用于输出过压保护；所述输出模块，用于滤波输出；开关控制模块，用于信号自锁控制。本实用新型安全性能高的充电器采用开关电源的方式为充电器提供稳定的供电电能，并由输入保护模块进行延时电能输出和冲击电流保护控制，实现充电器的延时启动，延长元器件的使用寿命，同时输出保护模块对输出的电能进行检测和过压保护控制，配合开关控制模块可实现过压保护自锁控制，避免异常电能影响到功率调节模块的控制精度。

Description

一种安全性能高的充电器

技术领域

本实用新型涉及充电器技术领域，具体是一种安全性能高的充电器。

背景技术

随着科技的发展，移动式电子设备越来越多，为保证移动式电子设的正常工作，其内部都具备相应所需的储能电池，方便为其提供所需的电能，在储能电池电量较低时需要充电器为其进行充电，现有的充电器大多采用开关电源的方式进行充电控制，由输出反馈电路配合相关的电流控制型脉宽调制芯片进行功率调节和充电保护，在输入电能、输出电能出现故障时，需时刻保持电流控制型脉宽调制芯片的工作，才能完成电路的保护，降低电流控制型脉宽调制芯片的控制精度，并且输入电源容易出现冲击电流对后续电路造成影响，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种安全性能高的充电器，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种安全性能高的充电器，该安全性能高的充电器包括：电源模块，输入保护模块，功率调节模块，输出保护模块，输出模块，输出反馈模块，开关控制模块；

所述电源模块，用于对输入的电能进行降压、滤波和整流处理；

所述输入保护模块，与所述电源模块连接，用于接收所述电源模块输出的电能并进行延时电能输出和冲击电流保护，用于对输出的电能进行采样并将采样的电能信号与设定的过压阈值进行比较，用于进行输入过压保护；

所述功率调节模块，与所述输入保护模块连接，用于通过电流控制型脉宽调制电路调节电能的输出功率；

所述输出保护模块，与所述功率调节模块连接，用于传输电能并检测所述功率调节模块输出的电能，用于输出输出过压信号并进行输出过压保护；

所述输出模块，与所述输出保护模块连接，用于接收所述输出保护模块输出的电能并输出；

所述输出反馈模块，与所述输出模块和功率调节模块连接，用于对所述输出模块输出的电能进行电压采样并隔离反馈给所述功率调节模块；

所述开关控制模块，与所述输出保护模块和输入保护模块连接，用于接收所述输出过压信号，用于将输出过压信号进行自锁控制并传输给所述输入保护模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型安全性能高的充电器通过功率调节模块采用开关电源的方式为充电器提供稳定的供电电能，并由输入保护模块进行延时电能输出和冲击电流保护控制，实现充电器的延时启动，并降低冲击电流对后续电能的影响，提高充电器的安全性，延长元器件的使用寿命，同时输出保护模块对输出的电能进行检测和过压保护控制，避免功率调节模块故障而导致的电能输出异常，配合开关控制模块可对输入保护模块进行自锁控制，避免异常电能影响到功率调节模块的控制精度，提高充电器的使用效率和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实例提供的一种安全性能高的充电器的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种安全性能高的充电器的电路图。

图3为本实用新型实例提供的输入保护模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，请参阅图1，一种安全性能高的充电器包括：电源模块1，输入保护模块2，功率调节模块3，输出保护模块4，输出模块5，输出反馈模块6，开关控制模块7；

具体地，所述电源模块1，用于对输入的电能进行降压、滤波和整流处理；

输入保护模块2，与所述电源模块1连接，用于接收所述电源模块1输出的电能并进行延时电能输出和冲击电流保护，用于对输出的电能进行采样并将采样的电能信号与设定的过压阈值进行比较，用于进行输入过压保护；

功率调节模块3，与所述输入保护模块2连接，用于通过电流控制型脉宽调制电路调节电能的输出功率；

输出保护模块4，与所述功率调节模块3连接，用于传输电能并检测所述功率调节模块3输出的电能，用于输出输出过压信号并进行输出过压保护；

输出模块5，与所述输出保护模块4连接，用于接收所述输出保护模块4输出的电能并输出；

输出反馈模块6，与所述输出模块5和功率调节模块3连接，用于对所述输出模块5输出的电能进行电压采样并隔离反馈给所述功率调节模块3；

开关控制模块7，与所述输出保护模块4和输入保护模块2连接，用于接收所述输出过压信号，用于将输出过压信号进行自锁控制并传输给所述输入保护模块2。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用交流电源AC提供电能，并由EMI滤波降压器进行降压和滤波处理，由整流器T1和滤波电容C1进行整流和滤波处理，在此不做赘述；上述输入保护模块2可采用继电器控制电路完成开关的延时自启控制，采用比较电路和功率管电路进行输入过压保护控制；上述功率调节模块3可采用反激式开关电源电路进行电能的DC-DC调节；上述输出保护模块4可采用晶闸管控制电路和稳压管检测电路进行过压保护和过压检测；上述输出模块5可采用滤波电路，在此不做赘述；上述输出反馈模块6可采用电压采样电路、PC817隔离电路和TL431稳压控制电路完成对输出电压的采样和传输，在此不做赘述；上述开关控制模块7可采用三极管自锁控制电路进行信号自锁控制。

实施例2，请参阅图2和图3，所述输入保护模块2包括第五二极管D5、第十六电阻R16、第一继电器K1、第二稳压管VD2、第七电容C7、第一继电开关K1-1、第十九电阻R19、第二继电开关K1-2；

具体地，所述第五二极管D5的阳极、第十九电阻R19的一端和第一继电开关K1-1的第一端均连接所述电源模块1，第五二极管D5的阴极通过第十六电阻R16连接连接第一继电器K1的第一端、第二稳压管VD2的阴极和第七电容C7的一端，第一继电器K1的第二端、第二稳压管VD2的阳极和第七电容C7的另一端均接地，第十九电阻R19的另一端通过第二继电开关K1-2连接地端，第一继电开关K1-1的第二端连接所述功率调节模块3。

在具体实施例中，上述第一继电开关K1-1可选用常开触点，第二继电开关K1-2可选用常闭触点，且均由第一继电器K1控制；上述第七电容C7的容量决定延时时长，在此不做赘述。

进一步地，所述功率调节模块3包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2、控制器U1、第五电阻R5、第四电阻R4、第六电阻R6、第四电容C4、第七电阻R7、第一功率管VD1、第三电容C3、第一二极管D1、第二二极管D2、高频变压器W1：

具体地，所述第一电阻R1的第一端连接第二二极管D2的阴极和控制器U1的电源端并通过第三电阻R3连接第四电阻R4的一端、第三电容C3的一端、高频变压器W1的原边绕组的第一端和所述第一继电开关K1-1的第二端，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的一端并通过第二电容C2连接第二电阻R2的另一端和地端，第四电阻R4的另一端和第三电容C3的另一端均连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接高频变压器W1的原边绕组的第二端和第一功率管VD1的漏极，第一功率管VD1的栅极通过第五电阻R5连接控制器U1的输出端，第一功率管VD1的源极连接第七电阻R7的一端并通过第六电阻R6连接控制器U1的第一反馈端和第四电容C4的一端，控制器U1的接地端、第四电容C4的另一端和第七电阻R7的另一端均接地，控制器U1的第二反馈端连接所述输出反馈模块6，第二二极管D2的阳极连接高频变压器W1的辅助绕道的第一端，高频变压器W1的辅助绕组的第二端接地。

在具体实施中，上述第四电阻R4、第三电容C3和第一二极管D1组成RCD吸收电路，用于保护第一功率管VD1；上述控制器U1可选用电流控制型脉宽调制芯片，在此可选用，但并不限于UC3842芯片；上述第一电阻R1和第二电阻R2组成电阻分压电路，用于对输入电能进行电压采样；上述第一功率管VD1可选用N沟道增强型MOS管；

进一步地，所述输入保护模块2还包括第二十电阻R20、第二功率管Q2、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第一比较器A1和过压阈值；

具体地，所述第二十电阻R20的一端连接所述第一继电器K1的第一端，第二十电阻R20的另一端连接第二功率管Q2的漏极，第二功率管Q2的栅极连接第十七电阻R17的一端并通过第十八电阻R18连接第一比较器A1的输出端，第一比较器A1的反相端连接所述第一电阻R1的第二端，第一比较器A1的同相端连接过压阈值，第二功率管Q2的源极和第十七电阻R17的另一端均接地。

在具体实施中，上述第一比较器A1可选用LM393比较器；上述过压阈值为设定的过压参考电压，在此不做赘述；上述第二功率管Q2可选用N沟道增强型MOS管，配合第二十电阻R20对冲击电流进行泄放控制。

进一步地，所述输出保护模块4包括第三二极管D3、第四二极管D4、第一晶体管SCR1、第五电容C5、第二十一电阻R21、第八电阻C8、第一稳压管VD1；

具体地，所述第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阳极均连接所述高频变压器W1的副边绕组的第一端，第三二极管D3的阴极连接第一晶体管SCR1的阳极，第一晶体管SCR1的负极连接第五电容C5的一端、第八电阻C8的一端、所述高频变压器W1的副边绕组的第二端和地端，第一晶体管SCR1的控制极连接第五电容C5的另一端并通过第二十一电阻R21连接第八电阻C8的另一端和第一稳压管VD1的阳极，第四二极管D4的阴极连接第一稳压管VD1的阴极和所述输出模块5。

在具体实施中，上述第一晶体管SCR1可选用单向可控硅；上述第一稳压管VD1用于进行输出过压检测。

进一步地，所述输出模块5包括第六电容C6、第一电感L1和输出端口；

具体地，所述第六电容C6的一端连接第一电感L1的一端和所述第四二极管D4的阴极，第一电感L1的另一端连接所述输出反馈模块6和输出端口，第六电容C6的另一端连接地端。

进一步地，所述开关控制模块7包括第十五电阻R15、第一开关管VT1、第二开关管VT2、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十四电阻R14、第十三电阻R13、第十二电阻R12、第三开关管VT3、第一电源VCC1；

具体地，所述第十五电阻R15的一端连接所述第一稳压管VD1的阳极，第十五电阻R15的另一端连接第二开关管VT2的基极，第二开关管VT2的发射极、第一开关管VT1的发射极和第十电阻R10的一端均接地，第二开关管VT2的集电极连接第一开关管VT1的集电极并通过第十二电阻R12连接第三开关管VT3的基极和第十三电阻R13的一端，第三开关管VT3的发射极和第十三电阻R13的另一端均连接第一电源VCC1，第一开关管VT1的基极通过第十一电阻R11连接第十电阻R10的另一端、第九电阻R9的第一端和第十四电阻R14的一端，第三开关管VT3的集电极连接第十四电阻R14的另一端，第九电阻R9的第二端连接所述第二功率管Q2的栅极。

在具体实施中，上述第一开关管VT1和第二开关管VT2均可选用NPN型三极管，第三开关管VT3可选用PNP型三极管。

本实用新型一种安全性能高的充电器由电源模块1为充电器提供所需的输入电能，并在电能输入的时候，由第七电容C7进行储能控制，此时无法控制第一继电器K1得电，第二继电开关K1-2闭合，启动时的冲击电容通过第十九电阻R19进行泄放，当第七电容C7充满后，第一继电器K1得电，第一继电开关K1-1闭合，第二继电开关K1-2断开，电能传输给功率调节模块3，由控制器U1配合输出反馈模块6进行输出功率调节，已达到稳压出乎，同时由第一电阻R1和第二电阻R2对输入功率调节模块3的电能进行采样，并与设定的过压阈值进行比较，当输入的电能超过电压阈值，第一比较器A1输出高电平控制第二功率管Q2导通，使得电能无法传输给功率调节模块3，充电器不工作，当输入正常，输出电能出现过压时，第一稳压管VD1将被击穿，继而控制第一晶体管SCR1导通，输入电能先停止输出，同时由于第一稳压管VD1被击穿，第二开关管VT2将导通，使得第三开关管VT3导通、第一开关管VT1导通，继而由第九电阻R9持续输出高电平信号，以便控制第二功率管Q2的持续导通，第一继电器K1不工作，第一继电开关K1-1断开。

该安全性能高的充电器通过功率调节模块3采用开关电源的方式为充电器提供稳定的供电电能，并由输入保护模块2进行延时电能输出和冲击电流保护控制，实现充电器的延时启动，并降低冲击电流对后续电能的影响，提高充电器的安全性，延长元器件的使用寿命，同时输出保护模块4对输出的电能进行检测和过压保护控制，避免功率调节模块3故障而导致的电能输出异常，配合开关控制模块7可对输入保护模块2进行自锁控制，避免异常电能影响到功率调节模块3的控制精度，提高充电器的使用效率和使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种安全性能高的充电器，其特征在于，

该安全性能高的充电器包括：电源模块，输入保护模块，功率调节模块，输出保护模块，输出模块，输出反馈模块，开关控制模块；

2.根据权利要求1所述的一种安全性能高的充电器，其特征在于，所述输入保护模块包括第五二极管、第十六电阻、第一继电器、第二稳压管、第七电容、第一继电开关、第十九电阻、第二继电开关；

所述第五二极管的阳极、第十九电阻的一端和第一继电开关的第一端均连接所述电源模块，第五二极管的阴极通过第十六电阻连接连接第一继电器的第一端、第二稳压管的阴极和第七电容的一端，第一继电器的第二端、第二稳压管的阳极和第七电容的另一端均接地，第十九电阻的另一端通过第二继电开关连接地端，第一继电开关的第二端连接所述功率调节模块。

3.根据权利要求2所述的一种安全性能高的充电器，其特征在于，所述功率调节模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容、控制器、第五电阻、第四电阻、第六电阻、第四电容、第七电阻、第一功率管、第三电容、第一二极管、第二二极管、高频变压器：

所述第一电阻的第一端连接第二二极管的阴极和控制器的电源端并通过第三电阻连接第四电阻的一端、第三电容的一端、高频变压器的原边绕组的第一端和所述第一继电开关的第二端，第一电阻的第二端连接第二电阻的一端并通过第二电容连接第二电阻的另一端和地端，第四电阻的另一端和第三电容的另一端均连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接高频变压器的原边绕组的第二端和第一功率管的漏极，第一功率管的栅极通过第五电阻连接控制器的输出端，第一功率管的源极连接第七电阻的一端并通过第六电阻连接控制器的第一反馈端和第四电容的一端，控制器的接地端、第四电容的另一端和第七电阻的另一端均接地，控制器的第二反馈端连接所述输出反馈模块，第二二极管的阳极连接高频变压器的辅助绕道的第一端，高频变压器的辅助绕组的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的一种安全性能高的充电器，其特征在于，所述输入保护模块还包括第二十电阻、第二功率管、第十七电阻、第十八电阻、第一比较器和过压阈值；

所述第二十电阻的一端连接所述第一继电器的第一端，第二十电阻的另一端连接第二功率管的漏极，第二功率管的栅极连接第十七电阻的一端并通过第十八电阻连接第一比较器的输出端，第一比较器的反相端连接所述第一电阻的第二端，第一比较器的同相端连接过压阈值，第二功率管的源极和第十七电阻的另一端均接地。

5.根据权利要求4所述的一种安全性能高的充电器，其特征在于，所述输出保护模块包括第三二极管、第四二极管、第一晶体管、第五电容、第二十一电阻、第八电阻、第一稳压管；

所述第三二极管的阳极和第四二极管的阳极均连接所述高频变压器的副边绕组的第一端，第三二极管的阴极连接第一晶体管的阳极，第一晶体管的负极连接第五电容的一端、第八电阻的一端、所述高频变压器的副边绕组的第二端和地端，第一晶体管的控制极连接第五电容的另一端并通过第二十一电阻连接第八电阻的另一端和第一稳压管的阳极，第四二极管的阴极连接第一稳压管的阴极和所述输出模块。

6.根据权利要求5所述的一种安全性能高的充电器，其特征在于，所述输出模块包括第六电容、第一电感和输出端口；

所述第六电容的一端连接第一电感的一端和所述第四二极管的阴极，第一电感的另一端连接所述输出反馈模块和输出端口，第六电容的另一端连接地端。

7.根据权利要求5所述的一种安全性能高的充电器，其特征在于，所述开关控制模块包括第十五电阻、第一开关管、第二开关管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十四电阻、第十三电阻、第十二电阻、第三开关管、第一电源；

所述第十五电阻的一端连接所述第一稳压管的阳极，第十五电阻的另一端连接第二开关管的基极，第二开关管的发射极、第一开关管的发射极和第十电阻的一端均接地，第二开关管的集电极连接第一开关管的集电极并通过第十二电阻连接第三开关管的基极和第十三电阻的一端，第三开关管的发射极和第十三电阻的另一端均连接第一电源，第一开关管的基极通过第十一电阻连接第十电阻的另一端、第九电阻的第一端和第十四电阻的一端，第三开关管的集电极连接第十四电阻的另一端，第九电阻的第二端连接所述第二功率管的栅极。